한국화학연구원 강영구·석정돈·김동욱 박사 연구팀이 전고체 전지용 고분자 고체 전해질과 전극 핵심 기술을 개발했다.
고분자 소재인 이온전도성 바인더와 전지의 전극 반응에 관여하는 물질인 전극 활물질이 유기적으로 통합된 복합전극이다.
이에 따라 전고체 전지의 성능을 저하하는 요인 가운데 하나인 전극과 전해질 계면에서의 이온 전달 저항을 최소화하면서도 안정적인 전지 구현이 가능해졌다.
연구팀의 고체 고분자 전해질은 그물망 형태로 이온 전도성 고분자 가소제가 서로 연결되도록 설계해 리튬이온의 전도성·유연성이 우수하고 대량 합성이 가능하다.
현재 통용되는 리튬이온 전지는 전해질이 액체인 만큼 온도 변화와 외부 충격이 있을 때 화재 위험이 있다.
전해질을 포함한 모든 구성요소가 고체인 전고체 전지는 화재·폭발을 방지할 수 있어 차세대 전지로 주목받고 있다.
고분자 고체 전해질은 안전성과 경제성, 공정 편의성, 유연 소자 적용 가능성 등 여러 장점을 지녀 전고체 전지의 핵심 전해질이다.
다만 기존 고분자 고체 전해질의 경우 상온에서 리튬이온 전도도가 낮고 전극과 원활한 리튬이온 전달(계면 안정화)이 어려워, 이차전지 성능이 떨어지는 문제점이 있었다.
이번 연구를 통해 이 같은 문제점이 해결돼 전기차용 고안전성 배터리 시장의 성장 가능성을 높였다는 평가를 받고 있다.
[저작권자ⓒ 에너지단열경제. 무단전재-재배포 금지]
